• 专利附录
  • 专利说明
  • 权利要求
  • 类似技术
  • 同族专利
  • 引用文献
  • 法律状态
  • 优先权
    • 专利摘要:
    Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum drehmomentneutralen Umschalten einer Brennkraftmaschine mit mindestens einem Einlassventil und einem Einlassnockenumschaltsystem mit einer Teillastnocke und einer Volllastnocke für einen Teillastbetrieb bzw. einen Volllastbetrieb. Erfindungsgemäß wird für ein drehmomentneutrales Umschalten bei einem Umschaltvorgang vom Teillastbetrieb in den Volllastbetrieb die Einlassnockenwelle nach spät verstellt, bis ein maximales Drehmoment mit dem Teillastnocken erreicht wird. Ferner betrifft die Erfindung eine Brennkraftmaschine mit mindestens einem Einlassventil und einem Einlassnockenumschaltsystem mit einer Teillast- und einer Volllastnocke für einen Teillastbetrieb bzw. Volllastbetrieb. Erfindungsgemäß sind Teillast- und Volllastnocke derart ausgebildet, dass für ein drehmomentneutrales Umschalten bei einem Umschaltvorgang vom Teillastbetrieb in den Volllastbetrieb die Einlassnockenwelle nach spät verstellt wird, bis ein maximales Drehmoment mit dem Teillastnocken erreicht wird.
    公开号:DE102004019183A1
    申请号:DE200410019183
    申请日:2004-04-16
    公开日:2005-12-29
    发明作者:Ralf Dr. Budack；Michael Kuhn
    申请人:Audi AG；
    IPC主号:F02D13-02
    专利说明:
    [0001] DieErfindung betrifft ein Verfahren zum drehmomentneutralen Umschalteneiner Brennkraftmaschine sowie eine Brennkraftmaschine zur Ausführung desVerfahrens gemäß den Oberbegriffen derunabhängigenPatentansprüche.
    [0002] Ausdem Stand der Technik sind Brennkraftmaschinen mit einer variablenVentilsteuerung bekannt, wobei letztere es ermöglichen soll, einen niedrigenKraftstoffverbrauch und geringe Abgasemissionen bei hohen Drehzahlenin einem Hochlastbereich, mittleren Drehzahlen in einem Teillastbereichmit hohem Drehmoment und auch niedrigen Drehzahlen zu erreichen.Zur variablen Ventilsteuerung ist dabei vorgeschlagen worden, dieNockenwelle bedarfsweise radial gegenüber der Kurbelwelle zu verdrehen. Da üblicherweisedie Einlassventile von Brennkraftmaschinen von einer Nockenwellebetätigtwerden, kann damit der Öffnungs-bzw. Schließwinkelder Ventile beeinflusst werden. Dabei wird die Ventilhubkurve vonder Hubkontur des Nockens festgelegt. Durch die Verdrehung der Nockenwelleist es daher möglich,die Phasenlage der Ventilhubkurve zwischen zwei Einstellungen zuverändern.
    [0003] ZurSteuerung eines Einlassventils ist ferner aus dem Stand der Technikdie Verwendung von zwei Nocken mit unterschiedlicher Hubkontur bekannt. Ausder DE 41 35 965 A1 istbeispielsweise bekannt, eine Leistungsnocke zu verwenden, mit derein hohes Abtriebsdrehmoment an der Brennkraftmaschine bereitgestelltwerden kann sowie ferner eine Sparnocke zu verwenden, mit der eingünstigerKraftstoffverbrauch ermöglichtwird. Mittels einer Nockenumschalteinrichtung wird in einem vorgegebenenUmschaltbereich eine Umschaltung von der einen auf die andere Nockevorgenommen. Ohne entsprechende Gegenmaßnahmen stellt sich dabei dasProblem, dass verschiedene Zustandsgrößen der Brennkraftmaschineund in der Folge auch das Drehmoment diskontinuierlich geändert werden.Zur Vermeidung einer derartigen Veränderung ist aus der DE 41 35 965 A1 bekannt,die Ansteuerung einer Drosselklappe, die Vorgabe eines Zündwinkelsund die Einspritzung von Kraftstoff in den Brennraum zu synchronisieren.Eine derartige Steuerung muss relativ genau erfolgen und erfordertdaher einen hohen Aufwand, da andernfalls Drehmomentsprünge mitentsprechenden Beschleunigungen bzw. Verzögerungen im Betrieb der Brennkraftmaschineerfolgen können.
    [0004] Aufgabeder vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum drehmomentneutralenUmschalten einer Brennkraftmaschine sowie eine entsprechende Brennkraftmaschinezu schaffen, mit denen ein drehmomentneutrales Umschalten auf einerelativ einfache Weise realisiert werden kann.
    [0005] DieAufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalender unabhängigenPatentansprüchegelöst.
    [0006] Beidem erfindungsgemäßen Verfahrenzum drehmomentneutralen Umschalten einer Brennkraftmaschine mitmindestens einem Einlassventil und einem Einlassnockenumschaltsystemmit einer Teillast- und einer Volllastnocke für einen Teillastbetrieb bzw.einen Volllastbetrieb wird fürein drehmomentneutrales Umschalten bei einem Umschaltvorgang vomTeillastbetrieb in den Volllastbetrieb die Einlassnockenwelle nachspät verstellt,bis ein maximales Drehmoment mit dem Teillastnocken erreicht wird.
    [0007] Dieerfindungsgemäße Brennkraftmaschine weistabgesehen von ihren gattungsgemäßen Merkmalenfür eindrehmomentneutrales Umschalten zwischen Teillast- und Volllastbetriebderartige Teillastnocken bzw. Volllastnocken auf, dass für ein drehmomentneutralesUmschalten bei einem Umschaltvorgang vom Teillastbetrieb in denVolllastbetrieb die Einlassnockenwelle nach spät verschoben ist, bis ein maximalesDrehmoment mit den Teillastnocken erreicht ist. Bei einer derartigenBrennkraftmaschine ist der konstruktive Aufwand zur Gewährleistungeines drehmomentneutralen Umschaltens zwischen Teillast- und Volllastbetriebgeringer. Im Idealfall kann durch die Spätverstellung eine Umschaltungohne Momentensprung erfolgen.
    [0008] Günstig ist,wenn ein Schließwinkelund/oder ein Öffnungswinkeldes Einlassventils der Einlassnockenwelle nach spät verschobenwird. Dies erfolgt vorzugsweise für den Volllastnocken. Ein nachspät verschobenerEinlassschließwinkelverursacht eine reduzierte Luftfüllungdes Motors und damit erfindungsgemäß die Dämpfung eines Drehmomentsprungs.Dies gilt insbesondere fürden Volllastnocken. Zur Reduzierung der Füllung der Brennkraftmaschinebei hohem Saugrohrdruck und einem Betrieb mit dem Volllastnockenkann die Füllungdes Motors vorteilhaft durch einen nach spät verschobenen Einlasswinkelreduziert werden. Ein spätes „Einlassschließt" führt dannzu einer Reduktion der Zylinderfüllung,wenn ausgehend von einem normalen Schließzeitpunkt, der im oder nachdem unteren Totpunkt liegt, in Richtung spät verstellt wird, was für den Volllastnockenerfülltist. Fürden Teillastnocken, der deutlich vor dem unteren Totpunkt schließt, würde ein späterer Schließzeitpunktzu einer Erhöhungder Zylinderfüllungführen.
    [0009] VorteilhafteWeiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen angegeben.
    [0010] Bevorzugterfolgt eine Lastregelung im Volllastbetrieb mit der Volllastnockedurch Rückverstellender Einlassnockenwelle nach früh.
    [0011] Ineiner ersten Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die Umschaltungzwischen Teillast- undVolllastbetrieb bei niedrigen und/oder mittleren Drehzahlen. Damitkann berücksichtigtwerden, dass insbesondere in einem unteren Drehzahlbereich bei üblichenViertaktkolbenmotoren ein späterEinlassschließwinkelein verringertes Drehmoment zur Folge hat und damit die erfindungsgemäß angestrebte Reduzierungeines Drehmomentsprunges in besonders hohem Maße ermöglicht wird.
    [0012] Fernerist es zweckmäßig, dieEinlassnockenumschaltung derart auszulegen, dass im Bereich desdrehmomentneutralen Umschaltens zwischen Teillastnocke und Volllastnockekeine Maßnahmen zurWirkungsgradverschlechterung erfolgen.
    [0013] Esversteht sich, dass das erfindungsgemäße Verfahren nicht auf denFall eines Einlassventils beschränktist, sondern auch Konfigurationen mit mehreren Einlassventilen umfasst.Die Implementierung des Verfahrens erfolgt vorzugsweise durch ein Computerprogramm,das einem Steuer- und/oder Regelgerät der Brennkraftmaschine zugeordnetist.
    [0014] WeitereAusbildungsformen und Aspekte der Erfindung werden unabhängig voneiner Zusammenfassung in den Patentansprüchen ohne Beschränkung derAllgemeinheit im Folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert.
    [0015] Dabeizeigen
    [0016] 1 dasMotormoment als Funktion der Öffnungszeitbezogen auf den Kurbelwinkel eines Einlassventils mit Teillastnockenund mit Volllastnocken;
    [0017] 2 dieSchließzeitbezogen auf den Kurbelwinkel als Funktion der Öffnungszeit eines Einlassventilsmit Teillastnocken und mit Volllastnocken.
    [0018] Daserfindungsgemäße Verfahrenfindet Anwendung bei einer fremdgezündeten Brennkraftmaschine,bei der in einem Brennraum eines Zylinders ein Kraftstoff-Luft-Gemischgezündetwird. Eine derartige Brennkraftmaschine umfasst mehrere Zylinder, inderen Brennraum jeweils überein Einlassventil und ein Ansaugrohr Verbrennungsluft zugeführt wird. ZurBereitstellung des Kraftstoffs ist ein Kraftstoffsystem vorgesehen.Das Ansaugrohr kann durch eine Drosselklappe verengt werden. Einlass-und Auslassventil eines Zylinders werden jeweils von einer Einlassnockenwelleund einer Auslassnockenwelle betätigt.Gegebenenfalls könnendie Nockenwellen durch Aktoren verstellt werden. Gegebenenfallserfolgt ferner eine Erfassung der Winkelstellung der jeweiligenNockenwelle durch einen Sensor. Die Nockenwelle wird von einer Kurbelwelleher angetrieben, deren Winkelstellung und Drehzahl gegebenenfallsvon einem Sensor erfasst werden kann.
    [0019] ZurSteuerung bzw. Regelung der verschiedenen Motorfunktionen ist fernerein Motorsteuergerätvorgesehen, das Signale von Sensoren für Drehzahl, Drosselklappenstellung,den genannten Sensoren. fürdie Erfassung von Parametern der Kurbelwelle, der Nockenwelle unddergleichen sowie einer Last- oder Leistungsanforderung umfasst.
    [0020] Erfindungsgemäß ist einEinlassnockenumschaltsystem mit einer Teillastnocke und einer Volllastnockefür einenTeillastbetrieb bzw. einen Volllastbetrieb der Brennkraftmaschinevorgesehen. Die Nocken weisen Hubkonturen zur Festlegung des Ventilhubsaus. Dabei wird als Volllastnocke die Nocke mit der Kontur bezeichnet,mit der bei einem Ladungswechsel der für Volllast erforderliche Luftaufwand desMotors zur Verfügunggestellt werden kann. Im Allgemeinen ist der maximale Ventilhubbei Volllast größer alsbei Teillast.
    [0021] In 1 isteine momentneutrale Umschaltung gemäß der Erfindung skizziert.Das Motormoment M in Prozent ist über der Öffnungszeit EO des Einlassventilsbezogen auf den Kurbelwinkel KW nach dem oberen Totpunkt OT, entsprechenddem Einlassöffnungswinkel,aufgetragen. Den Verlauf des Motormoments M mit Teillastnocken zeigtdie Kurve TL, den Verlauf des Motormoments M mit Volllastnockenzeigt die Kurve VL. Wird der Einlassöffnungswinkel bzw. die ÖffnungszeitEO im Teillastbereich vergrößert, nimmtdas Motormoment M zu, beispielsweise von 20% bei etwa 15° bis auffast 50% bei etwa 80°.Bei diesem Winkel schneidet die Kurve TL die Kurve VL. Die KurveVL fürden Vollastnocken zeigt einen der Kurve TL entgegengesetzten, fallenden Verlauf.Wird nunmehr vom Teillastnocken auf den Volllastnocken umgeschaltet,tritt praktisch kein Momentensprung auf. Um ein höheres Motormomentim Volllastbetrieb zu erzielen, wird die Einlassöffnungszeit EO im Volllastbereichverkleinert.
    [0022] 2 zeigtden Zusammenhang zwischen der Einlassschließzeit ES bezogen auf den KurbelwinkelKW nach dem oberem Totpunkt OT, entsprechend dem Einlassschließwinkel,und der EinlassöffnungszeitEO bezogen auf den Kurbelwinkel KW nach dem obe ren Totpunkt OT,entsprechend dem Einlassöffnungswinkel. Öffnet dasEinlassventil im Betrieb mit der Teillastnocke beispielsweise zwischen –10° und 80° bezogenauf den Kurbelwinkel, nimmt die Einlassschließzeit von etwa 80° auf über 150° bezogenauf den Kurbelwinkel zu (Kurve TL). Die Schließzeit bezogen auf den KurbelwinkelKW für denVolllastnocken (Kurve VL) ist gegenüber den Schließzeitendes Einlassventils fürden Teillastnocken (Kurve VL) nach oben verschoben und nimmt für denselbenEO-Winkelbereichvon etwa 200° auf fast300° bezogenauf den Kurbelwinkel zu.
    权利要求:
    Claims (6)
    [1] Verfahren zum drehmomentneutralen Umschalteneiner Brennkraftmaschine mit mindestens einem Einlassventil undeinem Einlassnockenumschaltsystem mit einer Teillast- und einerVolllastnocke einer Einlassnockenwelle für einen Teillastbetrieb bzw.für einenVolllastbetrieb, dadurch gekennzeichnet, dass für ein drehmomentneutralesUmschalten bei einem Umschaltvorgang vom Teillastbetrieb in denVolllastbetrieb die Einlassnockenwelle nach spät verstellt wird, bis ein maximalesDrehmoment mit dem Teillastnocken erreicht wird.
    [2] Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,dass eine Lastregelung der Brennkraftmaschine im Volllastbetriebmit der Volllastnocke durch Rückverstellender Einlassnockenwelle nach früherfolgt.
    [3] Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,dass die Umschaltung zwischen Teillast- und Volllastbetrieb beiniedrigen und/oder mittleren Drehzahlen erfolgt.
    [4] Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass der Betrieb im Bereich des drehmomentneutralenUmschaltens zwischen Teillastnocke und Volllastnocke ohne Wirkungsgradverschlechterungerfolgt.
    [5] Brennkraftmaschine mit mindestens einem Einlassventilund einem Einlassnockenumschaltsystem mit einer Teillast- und einerVolllastnocke füreinen Teillast- bzw.Volllastbetrieb, dadurch gekennzeichnet, dass für ein drehmomentneutrales Umschaltenbei einem Umschaltvorgang vom Teillastbetrieb in den Volllastbetriebdie Einlassnockenwelle nach spätverschoben ist, bis ein maximales Drehmoment mit dem Teillastnockenerreicht ist.
    [6] Brennkraftmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,dass die Teillastnocke und die Volllastnocke unterschiedlich hohegegeneinander verschränkteHubkonturen aufweisen, wobei die Hubkontur der Teillastnocke nichtvollständiginnerhalb der Kontur der Volllastnocke liegt.
    类似技术:
    公开号 | 公开日 | 专利标题
    US9915194B2|2018-03-13|Twin scroll turbocharger in a variable displacement engine
    US9347384B2|2016-05-24|Control device for internal combustion engine
    US9976500B2|2018-05-22|Method and system for selective cylinder deactivation
    EP0997624B1|2005-02-02|Regelungssystem für eine Dieselbrennkraftmaschine
    US8150605B2|2012-04-03|Coordination of variable cam timing and variable displacement engine systems
    JP4046086B2|2008-02-13|可変圧縮比内燃機関
    US9970361B2|2018-05-15|Engine control apparatus
    DE102005001047B4|2018-08-16|Verfahren zum Betrieb eines Hybridfahrzeugs sowie Hybridfahrzeug
    US7004148B2|2006-02-28|Control apparatus for internal combustion engine
    CN105317568B|2019-12-27|可变排量发动机控制
    EP0663042B1|1997-04-23|Hybridgesteuerter viertakt-ottomotor
    DE102013206365A1|2013-10-17|Aufgeladener motor mit variablem ventilbetrieb
    US7066136B2|2006-06-27|Output control system for internal combustion engine
    US8185295B2|2012-05-22|Multi-cylinder engine
    CN101238278B|2013-05-15|内燃机
    JP4862927B2|2012-01-25|火花点火式内燃機関の制御システム
    DE102007056216B4|2016-02-04|Verfahren und Steuergerät zum beschleunigten Aufheizen eines Katalysators im Abgassystem eines aufgeladenen Verbrennungsmotors mit variabler Ventilsteuerung
    US8316831B2|2012-11-27|Control device for internal combustion engine and control method for internal combustion engine
    US6405694B2|2002-06-18|Variable valve timing control device for internal combustion engine
    US7810473B2|2010-10-12|Control device and method for internal combustion engine
    US8096279B2|2012-01-17|Premixed compression ignition type engine and method of controlling the same
    EP0112494A1|1984-07-04|Vorrichtung zur Steuerung der Ventile einer Brennkraftmaschine über eine Nockenwelle
    DE10306794B4|2008-04-30|Verfahren sowie Steuersystem zum Steuern eines Mehrzylinder-Verbrennungsmotors mit Zylinderabschaltung
    US8365528B2|2013-02-05|Engine valve duration control for improved scavenging
    US6705257B2|2004-03-16|Apparatus and method for controlling variable valve in internal combustion engine
    同族专利:
    公开号 | 公开日
    DE102004019183B4|2008-01-24|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2005-12-29| OP8| Request for examination as to paragraph 44 patent law|
    2008-07-17| 8364| No opposition during term of opposition|
    2019-05-13| R084| Declaration of willingness to licence|
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    DE200410019183|DE102004019183B4|2004-04-16|2004-04-16|Verfahren zum drehmomentneutralen Umschalten einer Brennkraftmaschine sowie eine Brennkraftmaschine zur Ausführung des Verfahrens|DE200410019183| DE102004019183B4|2004-04-16|2004-04-16|Verfahren zum drehmomentneutralen Umschalten einer Brennkraftmaschine sowie eine Brennkraftmaschine zur Ausführung des Verfahrens|
    [返回顶部]